本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境修復(fù)和湖庫(kù)河涌疏浚清淤、減量、無(wú)害、再利用、低成本的機(jī)械外力壓榨脫水固結(jié)一體化處理方法。
背景技術(shù)：
：隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市集形化、人口的增長(zhǎng)，所處區(qū)域水土流失以及湖庫(kù)、河涌積淤不斷增加，水土環(huán)境受到污染，防洪排澇調(diào)蓄容量減弱，航道萎縮不暢的后果；近年來人們不斷探索湖庫(kù)、河涌治理方法措施，如強(qiáng)化凈化技術(shù)，水生植物修復(fù)和重建、底泥疏浚、清淤異地處理等措施，其中底泥疏浚異地處理是治理重要措施之一，而淤泥妥善處理及去處更是令人不斷探究，其減量、無(wú)害、資源再生循環(huán)、低成本的異地處理、處置是可持續(xù)發(fā)展的方向。傳統(tǒng)的淤泥處理方法大至有以下幾種：1.外海卸棄，深圳市某河道淤泥去處為珠海黃茅海，有損害海洋生物生態(tài)。2.東莞市某河道淤泥固化后采用涼曬、自然干硬、直接填埋不利環(huán)境保護(hù)要求，且占用和浪費(fèi)土地資源。3.焚燒利用和低溫?zé)峤獾糜眯瘦^低，只適應(yīng)某種成份淤泥，未能大量應(yīng)用，成本高、且底泥焚燒也有產(chǎn)生二惡英，燒制品建材由于重金屬含量較高對(duì)人體健康有危害。4.一種污染底泥修復(fù)劑與脫水后底泥混合均勻自然堆置，顯然固化物混合均勻時(shí)工作量大，堆放有占用土地資源，且底泥有機(jī)污染物、重金屬未做無(wú)害處理，底泥去處始終原地未決。5.清淤泥漿脫水固結(jié)一體化處理方法，產(chǎn)出后不宜直接用于工程用土，只有經(jīng)過無(wú)害化處理而無(wú)害化低于或等回填土無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、且浸出液毒性低于標(biāo)準(zhǔn)值則為無(wú)污染，才能直接作為工程利用土。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有淤泥處理技術(shù)中存在問題與不足、減量不明顯，淤泥中含有的污染物、重金屬浸出液處理未達(dá)到無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物的環(huán)境二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和淤泥浸出液毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)出固化物帶害的利用，或處理成本過高、經(jīng)濟(jì)化不合理，而資源化利用更沒有實(shí)質(zhì)性突破；本發(fā)明提出一種1減量化、2無(wú)害化、3資源化、4經(jīng)濟(jì)化的四合一的處理方法，能夠取得進(jìn)一步效果。所述的減量、無(wú)害、資源循環(huán)以及低成本處理的方法包括以下步驟：一、一種河涌湖庫(kù)清淤減量方法：(1)半干半濕式清淤或濕式清淤是在底泥現(xiàn)場(chǎng)采取高壓泵或吸泥設(shè)備，沖洗或攪拌底泥混濃于水，流向設(shè)定的抽泥池集中，沙子礫石沉底分離，也就是第一次現(xiàn)場(chǎng)減量10％-30％不等。(2)將分出來的泥漿用高壓泥漿泵連接管道(長(zhǎng)距離時(shí)通過中間接力池)輸送異地處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池。(3)泥漿進(jìn)處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池時(shí)按每立方泥漿加入0.005kg(FSA)泥沙沉聚劑，(專利號(hào)ZL200610166513.5)做泥水分離，分離出粒徑為0.005～0.025MM的粘粒，然后采用泥漿泵抽入泥漿曝氣增氧池。二、一種淤泥曝氣催化、增氧降污方法：由于湖庫(kù)河涌底泥中吸附了很多有毒有害物質(zhì)，淤積區(qū)常年的還原狀態(tài)，為微生物提供了厭氧環(huán)境，以至溶解氧下降，硫化氫、硫醇、嘧啶和氨氮等有害物質(zhì)含量上升，尤其是一些重金屬難降解污染物質(zhì)很容易沉積、并且緩慢地釋放到淤泥中，然而在厭氧條件下河道底泥高價(jià)金屬離子如鐵、錳離子等被還原為低價(jià)離子如Fe2+、Mn2+與泥漿中存在的硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的黑色物質(zhì)如FeS和MhS等污染物。本方法是通過人工造氣催化和復(fù)氧技術(shù)、也就是采用曝氣催化泥漿有機(jī)污染物，并將氣體中含21％氧氣充分溶解于漿液中，在高強(qiáng)度曝氣催化下能夠降低淤泥中有機(jī)物污染物的濃度20％～50％，提高液泥體溶解氧濃度和傳遞，促進(jìn)液態(tài)混合還原狀態(tài)。泥漿曝氣池長(zhǎng)寬15M*15M，高4M，采用鋼筋混凝土剪力墻護(hù)壁。在曝氣增氧池四周墻壁底部安裝直徑110MM鋼質(zhì)射氣主管并連接中間分支曝氣管，端部連接控制氣閥、儀表調(diào)節(jié)氣量，池底中間每隔3M縱、橫方向安裝一直徑50MM鋼質(zhì)微孔曝氣支管，并沿管長(zhǎng)每隔500MM制作側(cè)向射氣孔，孔徑2MM，對(duì)池中淤泥曝氣均勻。池頂兩側(cè)各安裝一臺(tái)11KW漩渦氣泵連接曝氣主管，并安裝控制閥門、流量計(jì)及儀表，采用連續(xù)式曝氣方式，最大正壓65KPa，最大負(fù)壓48KPa。曝氣時(shí)調(diào)整泥漿含水率至80％，以利于氣體曝氣催發(fā)均勻。二臺(tái)漩渦氣泵以每小時(shí)制氣1800立方米，其中含氧量378立方米均勻溶解于泥漿中，曝氣中氧重量(20C°)487.6Kg/h，氧利用率大于30％，能在較短時(shí)間內(nèi)催化污染物和提高溶解氧水平，增進(jìn)礦物質(zhì)的吸附與離子交換作用，從而進(jìn)一步為紫外線殺菌提供條件。在增氧曝氣池后設(shè)置一條寬1.5M、長(zhǎng)10M、高0.8M紫外模塊設(shè)備明渠連接泥漿均化池。三、一種泥漿液KCW/V紫外線殺菌方法：曝氣增氧后泥漿流入明渠過篩機(jī)并通過在明渠底部安裝的殺菌器進(jìn)行高強(qiáng)度紫外線(UV)殺菌抑藻，紫外線對(duì)細(xì)菌或細(xì)胞照射，使大量細(xì)菌或細(xì)胞的主要成分核蛋白中的核酸分子，因大量吸收紫外線而發(fā)生性變，其生理活性被破壞，并受紫外線激射產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的OH，與難降解有機(jī)污染物分子COD、TN、TP等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使之分解為小分子易解物質(zhì)或CO2和H2O，能對(duì)微生物、臭氧、細(xì)菌和真菌起到抑藻和殺滅作用，并可起到除臭、除味、脫色的效果。電氣設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù)：供電電源采用三相四線AC380V、400Hz，電壓220V/380V，輸入配電開關(guān)箱且做重復(fù)接地，輸出連接殺菌器控制柜。紫外設(shè)備系統(tǒng)共安裝5個(gè)模塊，每個(gè)模塊分為前后沿順流水平方向緊接排列，每個(gè)模塊安裝10排、每排2支100W紫外線C(254nm)進(jìn)口低壓高強(qiáng)燈管，每支隔10*10CM間距排列組成，輸出總功率10KW。電子鎮(zhèn)流器及接觸器安裝在電控柜內(nèi)，電控柜防護(hù)等級(jí)不低于IP54，采用三相四線供電方式，電子鎮(zhèn)流器內(nèi)設(shè)置故障電子檢測(cè)電路，紫外汞燈管或鎮(zhèn)流器發(fā)生故障時(shí)，先關(guān)總電源，再檢修。安裝過程：紫外線殺菌系統(tǒng)安裝于敞開式消毒明渠中，紫外汞燈管水平排列于明渠內(nèi)，距離渠底100MM，紫外汞燈管與泥漿流向一致平行連接排放，且汞燈管間排列間距相均等，燈管間距為100MM*100MM，使能夠在10M明渠中5次重復(fù)照射、經(jīng)流泥漿每一空間有均勻的紫外光量射殺細(xì)菌，以保持穩(wěn)定的殺菌抑藻效果。每個(gè)系統(tǒng)模塊采用307不銹鋼制成，外皮尺寸為長(zhǎng)、寬、高1500*1500*300MM，共5個(gè)模塊，采用開放式安裝在泥漿過流明渠底部，維修時(shí)可將每排組燈撥起或插下，既集中安裝又方便維修。系統(tǒng)運(yùn)行每小時(shí)可照射80立方米經(jīng)明渠通過的泥漿量，每天可處理泥漿1500立方米以上，并經(jīng)過殺菌率99％以上的淤泥漿進(jìn)入均化池。四、一種淤泥減量、無(wú)害、機(jī)械脫水固結(jié)一體化方法包含如下步驟：1從河涌湖庫(kù)清淤泥現(xiàn)場(chǎng)減量后泵送異地處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池，2加FSA泥沙聚沉劑作泥水分離，3泵送曝氣增氧池，4排出經(jīng)過篩機(jī)，5流入明渠紫外光殺菌，6同時(shí)加入HEC固結(jié)劑進(jìn)入均化池，7泵抽到壓榨機(jī)夾壓脫水、產(chǎn)出片狀固化物、尾水循環(huán)利用，8然后鏟運(yùn)至工程回填土并壓實(shí)或作種植土。上述加藥HEC摻配：從固化劑儲(chǔ)存罐經(jīng)過計(jì)量裝置泵輸向設(shè)備明渠，以每立方米泥漿加入5～20KgHEC專利產(chǎn)品(證書號(hào)：2003ED760040)高強(qiáng)耐水土體固結(jié)劑，經(jīng)過設(shè)備篩明渠流入15M*15M*4M均化池，并調(diào)整含水率為80％。上述泵抽到外力壓榨機(jī)夾壓脫水：一次夾壓60分鐘產(chǎn)出片狀固化物，第二次減量55％(體積比)。上述產(chǎn)出片狀固化物停放24小時(shí)測(cè)出平均含水率小于25.5％，停放時(shí)間越長(zhǎng)，含水率更低。上述經(jīng)紫外殺菌后為無(wú)害尾水，低于GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類水標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)入循環(huán)水池重復(fù)使用，或無(wú)害排放。五、一種無(wú)害淤泥壓榨脫水技術(shù)工藝包含：河涌、湖庫(kù)清淤泥供給系統(tǒng)；儲(chǔ)泥及料粉供給計(jì)量系統(tǒng)；曝氣增氧系統(tǒng)；紫外殺菌系統(tǒng)；機(jī)械脫水系統(tǒng)和固結(jié)土資源利用六部分；河涌湖庫(kù)清淤系統(tǒng)包含現(xiàn)場(chǎng)疏浚清淤泥、沙石分離減量、泵壓管送、接力池、至異地處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池；儲(chǔ)泥及粉料供給系統(tǒng)包含淤泥儲(chǔ)泥池、曝氣增氧池、泥漿均化池、加藥儲(chǔ)存?zhèn)}、自動(dòng)加料裝置和計(jì)量顯示器、摻入FSA泥沙聚沉劑、加入HEC固化劑；曝氣增氧系統(tǒng)包含11KW漩渦氣泵2臺(tái)及曝氣管道、控制閥門和計(jì)量器、曝氣1800M3/小時(shí)，其中含氧378M3輸入曝氣池；紫外殺菌系統(tǒng)包含10M明渠、泥漿過篩機(jī)、明渠紫外線殺菌器及配套系統(tǒng)；機(jī)械脫水系統(tǒng)包含泥漿泵、空壓機(jī)及壓力儲(chǔ)存罐，廠房、壓榨機(jī)械脫水、液壓及配套設(shè)備；固化物工程利用部分包含產(chǎn)出固化片狀物、裝料機(jī)械及運(yùn)輸車輛、工程機(jī)械壓實(shí)工藝。附圖說明圖1～圖9為本工程發(fā)明工藝流程圖。圖1原道狀淤泥抽取；圖2泵壓淤泥管道輸送異地處理場(chǎng)；圖3泥漿曝氣催化、增氧稀釋COD污染物；圖4曝氣后通過明渠紫外殺菌；圖5機(jī)械壓濾脫水；圖6淤泥漿殺菌后進(jìn)入均化；圖7機(jī)械壓榨脫水卸料；圖8淤泥固結(jié)物裝車運(yùn)出；圖9產(chǎn)出固結(jié)土護(hù)坡加固。具體實(shí)施方式東莞市某河道工程試驗(yàn)實(shí)例：六、減量化，本發(fā)明操作過程及試驗(yàn)實(shí)例：本次試驗(yàn)在河床丈量20M*25M、厚1M的長(zhǎng)方體50立方米淤泥，第一次減量是：經(jīng)過沖洗分離砂、礫石雜物9.96立方米占10％，接著將集泥池的泥漿用管道泵送到處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池。每立方米泥漿加入0.005KgFSA泥沙沉聚劑做泥水分離，然后泵抽泥漿到曝氣增氧池。鼓風(fēng)氣泵每小時(shí)制氣1800m3進(jìn)行曝氣增氧催化、降解污染物COD濃度至20％～50％。經(jīng)流向過篩機(jī)并通過設(shè)備明渠的殺菌器進(jìn)行紫外光(UV)高強(qiáng)度殺菌消毒，排入均化池。摻入HEC固化劑每立方米泥漿10Kg，經(jīng)過明渠流入均化池，調(diào)整含水率至80％，最后泵抽泥漿到外力壓榨機(jī)夾壓脫水、產(chǎn)出18立方米片狀固化物，顯然第二次減量55％，一天內(nèi)測(cè)得含水率25.5％，涼放時(shí)間更長(zhǎng)含水率更少，尾水作循環(huán)使用。七、無(wú)害化：無(wú)害化是淤泥處理后產(chǎn)出固結(jié)物經(jīng)檢驗(yàn)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GS18598-2001危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)。本方法是采用鼓風(fēng)氣泵制氣1800立方米/h，其中含純氧378立方米/h，進(jìn)行催化和復(fù)氧處理，漿液經(jīng)過曝氣催化和復(fù)氧降低有機(jī)污染物，提高液泥體溶解氧濃度，然后進(jìn)行紫外光高強(qiáng)度殺菌99％以上，使污染物控制在淤泥浸出液毒性標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，淤泥脫水固結(jié)物無(wú)害試驗(yàn)包含：總鎘、總汞、總砷、總鉛、總鉻、六價(jià)格、總銅、總鎳、總鋅為必檢項(xiàng)目，固化產(chǎn)出物淤泥浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值符合國(guó)家GB18598-2001危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)，并且固結(jié)土污染物指標(biāo)低于或等于回填土無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，且浸出液毒性鑒別低于GB5085.3標(biāo)準(zhǔn)值，則為無(wú)污染。處理后的淤泥可直接作用于工業(yè)、商業(yè)、居住用回填土和綠化種植土，但需根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤和環(huán)境條件的差別而適用地方不同標(biāo)準(zhǔn)。淤泥毒性物質(zhì)的浸出方法及分析方法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5085.3的規(guī)定執(zhí)行。淤泥浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值GB5085.3，表一有機(jī)汞、無(wú)機(jī)氟物(不包括氟鈣)、氰化物(以CN計(jì))淤泥固結(jié)物經(jīng)檢驗(yàn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GS18598-2001危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)。東莞市某河道工程檢測(cè)報(bào)告號(hào)SZGD20130315-6淤泥固結(jié)物檢測(cè)結(jié)果：表二序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果單位1PH值7.82-2含水率11.01％3鎘＜0.008Mg/L4總鉻0.01Mg/L5汞0.0256Mg/L6六價(jià)鉻＜0.004Mg/L7鎳0.17Mg/L8鉛＜0.08Mg/L9砷0.0091Mg/L10銅0.60Mg/L11烷基汞未檢出Mg/L12鋅0.04Mg/L東莞市某河道工程淤泥固化檢測(cè)總體評(píng)價(jià)表：表三按照檢測(cè)結(jié)果指標(biāo)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)固化處理后的淤泥中重金屬含量比固化處理前綜合減少59.82％，其中鉛減少量多，達(dá)到99.9％，最少的總鉻了減少達(dá)12.5％，總體符合合格標(biāo)準(zhǔn)。八、資源化：產(chǎn)出固化物自然涼放72小時(shí)含水率為23.3％，此時(shí)采用挖掘機(jī)裝土、自卸車運(yùn)土到工程現(xiàn)場(chǎng)回填，層厚每隔400MM經(jīng)壓實(shí)一遍，壓實(shí)后密實(shí)度大于0.92，抗壓強(qiáng)度28天f大于100kPa。東莞市某河道工程固結(jié)產(chǎn)出物檢測(cè)報(bào)告：編號(hào)T2013-045表四淤泥固結(jié)物密實(shí)度檢測(cè)報(bào)告號(hào)YSD2013B081、執(zhí)行規(guī)范SL237-1999表五根據(jù)固結(jié)土回填土試驗(yàn)結(jié)果，抗壓強(qiáng)度f(wàn)大于100KPa，抗剪強(qiáng)度為內(nèi)摩擦角Φ＞150°，壓縮系數(shù)α1-2＜0.05MPa-1，滲透系數(shù)k＜10-4cm/s，地基承載力特征值fak＞100KPa，固化物性能指標(biāo)符合岸坡回填土要求。東莞市某河道工程實(shí)施按下列步驟：1東莞市某河道經(jīng)試驗(yàn)成功后進(jìn)行實(shí)施，河道長(zhǎng)3.2公里，平均河寬78M，積淤厚0.9M～1.9M，清淤量為257800立方米，采用半干半濕式清淤，除現(xiàn)場(chǎng)分離出沙礫石占量58700M3外，其余199100M3用高壓泵沖擊積淤濃于水，然后泵壓管道并經(jīng)接力輸送處理場(chǎng)儲(chǔ)泥池。2每立方米泥漿加入0.005KgFSA泥沙沉聚劑除氮分離。3抽泥漿進(jìn)入曝氣池，采用漩渦氣泵制氣1800M3/h對(duì)泥漿進(jìn)行連續(xù)式催化，并將氣體中含氧378M3/h溶解于漿液中，能在較短時(shí)間催化和降低重金屬污染物濃度20％～50％。4泥漿經(jīng)曝氣增氧催化降污后排入過篩機(jī)經(jīng)明渠紫外光殺菌器殺菌消毒，經(jīng)流泥漿殺菌率達(dá)99％以上。5泥漿經(jīng)明渠加藥HEC固結(jié)劑每立方泥漿摻配10Kg并進(jìn)入均化池。6泵抽泥漿到壓榨機(jī)脫水，每次夾壓60分鐘卸下固結(jié)物并連續(xù)進(jìn)行，每條生產(chǎn)線產(chǎn)出量每天為130M3，安裝三條生產(chǎn)線每天將產(chǎn)出390M3。7共計(jì)產(chǎn)出固結(jié)物82300M3，減量58.66％，平均含水率26.05％。8產(chǎn)出固結(jié)物無(wú)害檢驗(yàn)結(jié)果：東莞市某河道工程淤泥固結(jié)土檢測(cè)報(bào)告號(hào)SZGD20130322-6表六序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果單位1PH值7.72-2含水率27.31％3鎘＜0.008Mg/L4總鉻0.01Mg/L5汞0.0039Mg/L6六價(jià)鉻＜0.004Mg/L7鎳0.17Mg/L8鉛＜0.08Mg/L9砷0.0099Mg/L10銅0.46Mg/L11烷基汞未檢出Mg/L12鋅0.02Mg/L東莞市某河道工程淤泥固結(jié)土檢測(cè)報(bào)告號(hào)SZGD20130419-8表七序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果單位1PH值8.14-2含水率24.8％3鎘＜0.008Mg/L4總鉻0.02Mg/L5汞＜0.0002Mg/L6六價(jià)鉻＜0.004Mg/L7鎳0.05Mg/L8鉛＜0.08Mg/L9砷0.0039Mg/L10銅0.15Mg/L11烷基汞未檢出Mg/L12鋅0.03Mg/L淤泥毒性物質(zhì)的浸出方法及分析方法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5085.3的規(guī)定，檢測(cè)報(bào)告值顯示符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GS18598-2001危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)。九、經(jīng)濟(jì)化：本方法現(xiàn)階段淤泥固化處理成本單價(jià)每立方米自然方為86～96元(1公里內(nèi))，比較“云南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、云南省發(fā)展和改革委員會(huì)的批復(fù)”云建城[2012]212號(hào)文件中淤泥固化單價(jià)103.33元/M3，相對(duì)成本有所降低；主要有：1清淤泥及固結(jié)過程減量帶來運(yùn)輸費(fèi)減少；2淤泥占用和堆放場(chǎng)地費(fèi)減少；3無(wú)毒尾水可循環(huán)利用；4無(wú)害指標(biāo)更佳、資源再生利用更廣泛；而環(huán)保質(zhì)量的提高是對(duì)社會(huì)價(jià)值貢獻(xiàn)的關(guān)鍵所在。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3